Satu artikel memahami IGBT

Laman Utama Berita Sorotan Harian Satu artikel memahami IGBT

2022-03-17 1197

1,Apakah IGBT?

Nama penuh IGBT ialah transistor bipolar get terlindung, yang merupakan peranti struktur kompaun. Ia menggabungkan kelebihan transistor MOS dan transistor bipolar BJT. Ia digunakan secara meluas dalam bidang penukaran voltan-arus dan output kuasa, terutamanya dalam medan voltan tinggi dan arus tinggi. IGBT adalah salah satu peranti semikonduktor teras untuk manusia mengawal dan menggunakan kuasa. Peranti semikonduktor ini digunakan terutamanya dalam bidang penukaran kuasa elektronik, dan kami secara kolektif memanggilnya semikonduktor kuasa. Aplikasi paling mudah, seperti komputer notebook kami, dilengkapi dengan penyesuai kuasa, iaitu IGBT, yang memainkan peranan dalam proses peningkatan dan penurunan voltan dan perubahan AC/DC. Jelas sekali, IGBT ialah ahli semikonduktor kuasa yang paling penting. Fungsinya adalah untuk mengawal elektrik, dan ia adalah cip teras penukaran tenaga elektrik dan aplikasi.

2,Adakah IGBT produk tersuai atau produk umum?
Berbanding dengan cip lain, IGBT adalah produk standard. Biasanya, pengenalan terperinci produk IGBT akan dikeluarkan di laman web rasmi pelbagai syarikat, dan pelbagai parameter produk IGBT ini akan dinyatakan, seperti ICM semasa pengumpul maksimum, voltan pemancar maksimum UCES, voltan pecah pintu UGEM, voltan pengaliran, menahan tahap voltan, kelajuan pensuisan, jenis pembawa dan hayat, kapasitansi input, penggunaan kuasa pengumpul maksimum dan parameter ini, selepas operasi boleh melihat mereka bentuk julat PCM, dan lain-lain. keperluan permohonan sebenar. Mengikut senario aplikasi yang berbeza dan pelanggan yang berbeza, akan terdapat pelbagai pelarasan. Setelah dimuktamadkan, ia tidak mungkin diganti, tetapi jika bekalan tidak tersedia, produk yang serupa juga boleh ditukar daripada syarikat lain. Tetapi pada dasarnya, kami masih menganggap IGBT adalah produk universal yang standard.

3,Mengapakah IGBT dianggap sebagai semikonduktor kuasa yang paling bermanfaat untuk neutraliti karbon?
Dengan promosi besar-besaran tenaga bersih, permintaan yang lebih tinggi dikemukakan untuk IGBT, dan yang paling tipikal ialah aplikasi penyongsang fotovoltaik, yang memerlukan sejumlah besar modul IGBT dan IGBT voltan tinggi dan voltan tinggi ultra tinggi, supaya elektrik kasar yang dipancarkan oleh fotovoltaik boleh ditukar menjadi elektrik halus yang boleh disambungkan dengan lancar ke Internet. Oleh itu, ini adalah pautan yang sangat penting bagi neutraliti karbon pada masa hadapan. Dalam aplikasi IGBT dalam era kenderaan elektrik, dahulu, kereta adalah kenderaan berkuasa bahan api, dan tidak kira bagaimana petrol ditukar, pelepasan ekzos kenderaan petrol tidak boleh diubah. Walau bagaimanapun, kenderaan tenaga baharu penjimatan tenaga dan mesra alam dianjurkan sekarang, dan masa depan akan menjadi era kenderaan elektrik tenaga baharu, dan kenderaan elektrik memerlukan sejumlah besar produk semikonduktor kuasa seperti IGBT. Pemerolehan dan penggunaan tenaga elektrik bersih adalah kunci untuk mengurangkan pelepasan karbon dioksida dan mencapai neutraliti karbon pada masa hadapan, dan penggunaan tenaga elektrik tidak dapat dipisahkan daripada semikonduktor kuasa dan IGBT.

4,Apakah bidang aplikasi hiliran? Seberapa besar ruang industri?
Oleh kerana semikonduktor adalah industri asas, semua bidang yang berkaitan dengan elektrik adalah tempat semikonduktor kuasa memainkan peranan mereka, jadi industri ini sangat besar, kerana sekurang-kurangnya 50% produk di sekeliling kita berkaitan dengan elektrik dan produk elektronik, seperti telefon elektronik pengguna, set kepala Bluetooth, komputer notebook, pelbagai peralatan rumah, serta motor industri besar, transit rel, kenderaan tenaga baru, elektrik IGBT yang diperlukan, dan lain-lain. asasnya amat diperlukan. Setakat skala industri, pasaran global untuk IGBT dan modul melebihi USD 7 bilion pada 2019, dan tahun ini ia akan melebihi USD 10 bilion. Diramalkan ia akan mencecah USD 19 bilion menjelang 2026, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun kira-kira 15%. Ia tergolong dalam pasaran yang berkembang pesat, dan ia merupakan segmen pertumbuhan yang agak stabil. Tidak seperti produk lain, seperti ingatan, yang mempunyai turun naik dan perubahan kitaran yang jelas, IGBT tergolong dalam jenis pertumbuhan yang stabil. Dengan kenderaan elektrik tenaga baharu dan elektrifikasi elektronik pelbagai industri, dan penggunaan tenaga bersih, medan semikonduktor kuasa, termasuk IGBT, terus mengekalkan pertumbuhan yang kukuh dan berkuasa. Biasanya, kami membahagikan voltan mengikut IGBT ke dalam gred yang berbeza. Voltan di bawah 650V-900V adalah voltan sederhana dan rendah, voltan di atas 900-1200V adalah voltan sederhana dan tinggi, dan voltan di atas 1200V adalah voltan tinggi. IGBT di bawah 650V juga tersedia, tetapi penggunaannya tidak besar. Produk MOSFET lebih banyak digunakan dalam bidang ini. Antaranya, kebanyakan elektronik pengguna, barangan putih, dan lain-lain tergolong dalam julat IGBT voltan rendah, yang menyumbang kira-kira 30%. IGBT voltan tinggi menyumbang 20% dalam bidang perindustrian berkuasa tinggi. IGBT yang digunakan dalam medan tenaga voltan tinggi dan berkuasa tinggi, seperti rel berkelajuan tinggi, penyongsang fotovoltaik dan transit rel, menyumbang 15%. Di samping itu, kenderaan tenaga baharu dalam bidang elektronik automotif menyumbang lebih daripada 30%, dan ini adalah trek yang paling menjanjikan pada masa hadapan.

5,Apakah keadaan penawaran dan permintaan pasaran? Dijangka bekalan dan permintaan akan seimbang dalam beberapa tahun.
Pada masa ini, keseluruhan pasaran kehabisan stok semikonduktor telah berlangsung selama lebih daripada setahun. Mulai Julai 2020, produk semikonduktor mula menunjukkan tahap ketegangan yang berbeza, dan selepas Oktober, ia meletus secara menyeluruh, dan harganya melonjak, mencapai kemuncak pada akhir Mei tahun ini. Kenaikan harga banyak kerepek sangat keterlaluan, dan kilang wafer sentiasa melaraskan harga. Walaupun begitu, ia masih gila untuk membuat pesanan, dan tergesa-gesa untuk mendapatkan kerepek di hiliran membawa kepada rompakan kapasiti pengeluaran huluan, yang membawa kepada ketidakseimbangan sepenuhnya antara bekalan dan permintaan dalam keseluruhan industri. Ramai orang dalam industri telah membuat pelbagai ramalan dan andaian untuk industri semikonduktor untuk memulihkan keseimbangan antara bekalan dan permintaan dan kembali kepada keadaan biasa, dan meramalkan pelbagai nod masa untuk kembali normal, serta prasyarat untuk pembentukan titik infleksi . Pendapat peribadi saya ialah sekitar Jun 2022, pertama sekali, mari kita lihat pelbagai faktor yang mempengaruhi hubungan antara penawaran dan permintaan. Berdasarkan pengalaman sejarah untuk menilai perubahan industri, secara amnya, tempoh ledakan semikonduktor adalah 24-36 bulan, dan tempoh sejuk adalah 12-18 bulan. Sejak Jun tahun lalu, kami fikir ia adalah permulaan tempoh ledakan, jadi tempoh ledakan ini akan berlangsung sehingga Jun 2022. Memandangkan faktor-faktor yang mempengaruhi wabak itu, walaupun wabak itu telah mengganggu rentak industri global, ia sepatutnya menjadi peluang baharu dan cabaran baharu bagi semikonduktor, terutamanya bagi China. Sekurang-kurangnya, kami fikir terdapat dua titik letupan besar dalam dua tahun ini. Yang pertama ialah bekerja di rumah selepas wabak. Kerja dalam talian telah membawa kepada lonjakan permintaan untuk pelbagai komputer riba tablet, yang telah meningkatkan permintaan untuk cip semikonduktor, kerana 90% daripada kos produk ini adalah peranti semikonduktor. Oleh itu, lonjakan ini telah disebabkan. Selepas setiap wabak, ia adalah tempoh keemasan jualan kereta. Baru-baru ini, konsep dan kitaran kenderaan tenaga baharu telah ditindih. Kandungan produk semikonduktor dalam keseluruhan kenderaan telah meningkat dengan banyak, manakala kenderaan bahan api tradisional hanya kira-kira 10-15%. Walau bagaimanapun, produk semikonduktor dalam kenderaan tenaga baharu menyumbang lebih daripada 50%. Bahagian terpenting bahagian ini ialah pelbagai elektronik automotif, semikonduktor kuasa automotif, penderia, pelbagai unit kawalan mikro MCU, dsb. Persamaan cip ini ialah sebilangan besar produk dihasilkan dengan proses 8-inci 0.25-0.13. Walau bagaimanapun, adalah sukar untuk mengembangkan kapasiti pengeluaran barisan 8 inci kerana masalah peralatan, jadi permintaan kukuh yang berterusan untuk produk ini mungkin meneruskan kekurangan cip. Bagaimanapun, harga yang terlalu tinggi juga akan mengurangkan permintaan hiliran, jadi kesimpulan saya ialah dalam keadaan biasa, ia akan bertahan sehingga Jun 2022. Saya fikir titik masa ini adalah titik perubahan, selepas itu kekurangan cip akan berkurangan dan inventori akan bermula. Ini adalah pertimbangan peribadi saya, dan saya tidak menolak pun bahawa nod ini akan datang lebih awal daripada masa. Kini, gangguan bekalan elektrik yang meluas di China dan sekatan pengeluaran akan mengurangkan permintaan melambung hiliran dan mengekalkan jurang cip mengecil. Dari perspektif ini, Untuk satu tempoh masa, harga dan permintaan kerepek pasti akan jatuh, jadi saya rasa ketidakseimbangan yang melampau ini akan bertahan paling lama 6-9 bulan lagi, dan ia pasti akan pulih, kecuali elektronik automotif, sudah tentu. Industri ini terlalu istimewa, dan terdapat terlalu banyak faktor yang mempengaruhi pemulihan rantaian industri.

6,Sejauh manakah kesan wabak luar negara terhadap kapasiti pengeluaran IGBT? Bilakah ia dijangka lega?
Situasi wabak di luar negara memberi impak yang besar kepada beberapa syarikat semikonduktor yang ditubuhkan, seperti Infineon, Ansenmei, dll., dan bekalannya sangat tidak stabil. Apabila ia akan lega, sukar untuk menilai. Sekurang-kurangnya, saya tidak fikir ia mungkin akan dilegakan sehingga Jun tahun depan, dan ia mungkin menghadapi titik perubahan selepas Jun. Barangan kilang-kilang besar ini sentiasa kekurangan, sama ada sekarang atau tidak. Berdasarkan keadaan pada tahun-tahun sebelumnya, akan sentiasa ada tempoh masa dalam setahun apabila bekalan tidak lancar, membawa kepada kenaikan harga, tetapi ia tertumpu terutamanya kepada produk mewah. Kini, kadar penggantian domestik produk IGBT kelas rendah agak pantas, dan ia pasti akan berkurangan selepas pengeluaran kapasiti pengeluaran masa hadapan. Pada masa ini, produk domestik sederhana dan voltan rendah sangat matang, dan prestasi kosnya sangat tinggi, tetapi masih terdapat jurang tertentu antara produk voltan tinggi mewah dan negara asing. Saya rasa jurang ini tercermin terutamanya dalam cara mengekalkan konsistensi dan kestabilan produk semasa pengeluaran besar-besaran. Bukan China tidak mampu melakukannya, tetapi kualiti produk voltan sederhana dan rendah tidak dapat dikawal apabila ia berada dalam kuantiti yang tinggi. Momentum penggantian domestik yang baik telah menjelaskan segala-galanya.

7,Apakah perbezaan antara IGBT yang digunakan dalam kenderaan tenaga baharu, fotovoltaik dan storan tenaga? Apakah fungsi mereka digunakan?
Pada masa ini, tenaga baharu yang digunakan oleh kereta terutamanya antara 650-900V, dan beberapa syarikat kereta juga mempunyai skema 1200V, antaranya OBC menggunakan tiub tunggal 650V, dan PCU menggunakan modul IGBT 900V. Ia bergantung pada skema pek bateri dan voltan setiap pengeluar kereta, dan kemudian pilih jenis IGBT yang hendak digunakan. Sangat berbeza. Modul IGBT, terutamanya IGBT, dan kemudian beberapa peranti semikonduktor kuasa lain seperti FRD (Pemulihan Pantas), TVS (Voltan Segera), SBD, dll. diperlukan untuk membentuk modul untuk menghadapi pelbagai senario dan permintaan. Jika ia adalah modul IGBT IPM, IC kawalan kuasa dalaman disepadukan, dan terdapat IC pengurusan kuasa selain IGBT dan produk semikonduktor kuasa yang lain.

8,Apakah perkadaran IGBT dalam kos kenderaan tenaga baharu/fotovoltaik/penyimpanan tenaga?
PCU+OBC, kenderaan tenaga baharu, menyumbang sekurang-kurangnya 25%-30% daripada keseluruhan kenderaan, dan nisbah kos model berbeza sangat berbeza. Sebagai contoh, kereta ajaib seperti Wuling mini dijual pada harga 2.98 yuan secara keseluruhan, dan kos kawalan elektronik tidak akan melebihi 3,000 yuan. Kereta jenis ini tidak memerlukan IGBT pun, semuanya MOSFET, dan sebagai contoh, Great Wall Euler Black Cat dijual pada harga 60,000 atau 70,000 yuan bagi setiap kereta, dan kos pek bateri ialah 15,000 yuan, dan IGBT boleh digunakan. Penggunaan dan harga IGBT dalam kereta mewah adalah besar, dan IGBT juga digunakan sebagai penyongsang untuk penyimpanan fotovoltaik dan tenaga. Perkadaran kos ini sukar untuk dikatakan, kerana sebahagian besar stesen janakuasa adalah dalam bateri perc dan struktur lain, bergantung pada skala pelaburan.

9,Adakah akan wujud perebutan kapasiti IGBT di kalangan industri yang berbeza?
Ia adalah status quo seluruh industri, dan kini ia bermakna sesiapa yang mempunyai wang boleh merebut kapasiti pengeluaran. Syarikat besar mempunyai kelebihan, kerana jumlah wang yang besar. Pada masa ini, sebahagian besar semikonduktor kuasa domestik adalah model IDM. Sebagai contoh, Silanwei dan Shidai Electric mempunyai barisan pengeluaran mereka sendiri, jadi tidak ada perkara seperti merebut kapasiti pengeluaran. Syarikat lain yang boleh melakukan kerja OEM IGBT ialah Hua Hong, dan kapasiti pengeluaran ini bergantung kepada meraih. Sesetengah syarikat yang mempunyai poket yang dalam, seperti Starr, telah mengumpulkan barisan syarikat lain.

10,Adakah IGBT mempunyai keperluan tersuai untuk barisan pengeluaran? Apakah perbezaan utama?
Proses IGBT agak berbeza daripada produk logik biasa, sekurang-kurangnya proses doping implantasi ion dan proses penolakan belakang pasti berbeza, dan terdapat pelbagai proses lapisan epitaxial khas dan sebagainya. Ini berbeza sama sekali daripada litar digital biasa dan litar analog.

11,Bolehkah barisan pengeluaran IGBT melaraskan spesifikasi produk buat sementara waktu, sebagai contoh, barisan pengeluaran IGBT yang digunakan untuk pengeluaran fotovoltaik dilaraskan buat sementara waktu kepada barisan pengeluaran IGBT gred tolok kereta?
Keperluan gred kereta agak tinggi, dan setelah dimuktamadkan, adalah mustahil untuk menggantikannya dengan mudah. Walaupun mereka semua adalah IGBT, kerana mereka berada dalam sub-industri yang berbeza, mereka mempunyai keperluan yang sama sekali berbeza untuk IGBT, dan tidak ada kemungkinan untuk mencampurkannya. Walau bagaimanapun, memandangkan semuanya dikeluarkan oleh satu syarikat, kapasiti IGBT yang berbeza diagihkan pada barisan pengeluaran, yang merupakan perkara dalam syarikat itu sendiri. Peralatan masih set peralatan ini, dan barisan pengeluaran masih set baris pengeluaran ini. Terdapat perbezaan tertentu dalam pembungkusan, jadi kami hanya boleh mengatakannya. Pada masa yang sama, pelanggan tidak senang untuk mencampurkan rangkaian produk dengan produk lain, jadi wayar IGBT untuk kereta adalah unik.

12,Adakah terdapat perbezaan besar antara masa pensijilan gred tolok kenderaan dan barisan pengeluaran IGBT fotovoltaik?
Berbeza dengan keperluan tolok yang sangat tinggi, keperluan pemeriksaan kilang bagi keseluruhan kilang kenderaan adalah sangat ketat. Bukan sahaja pembekal, tetapi juga pembekal pembekal, pembekal bahan mentah pembekal, dan lain-lain, barisan produk PV agak mudah, dan perbezaannya besar.

13,Apakah titik kesakitan terbesar untuk mengembangkan kapasiti baharu?
Setakat kesukaran proses berkenaan, IGBT pada asasnya boleh menggunakan proses 8-inci, dan beberapa syarikat industri telah mula memperkenalkan 12-inci. Kini, membina kapasiti pengeluaran baharu tidak bermakna mengembangkan pengeluaran apabila anda mempunyai wang. Masalah terbesar 8-inci ialah kekurangan peralatan, dan harganya lebih tinggi. Sebagai contoh, harga peralatan 8 inci hampir sama dengan 12 inci, dan kitaran penghantaran adalah panjang, serta jurang bakat yang telah melanda industri semikonduktor China. Ringkasnya, ia adalah terutamanya kekurangan peralatan dan orang yang berpengalaman.

Ringkasan: IGBT ialah cip teras penukaran dan penggunaan tenaga elektrik, dan ia merupakan komponen neutraliti karbon yang sangat penting. Aplikasi hiliran terbesarnya adalah dalam bidang kenderaan tenaga baharu, dan ia merupakan kos kedua terbesar selepas bateri. Di samping itu, penyongsang yang digunakan dalam fotovoltaik mempunyai permintaan yang besar untuk IGBT. Pada masa ini, bekalan dan permintaan pasaran IGBT adalah serius tidak seimbang, dan keadaan wabak luar negara membawa kepada kapasiti pengeluaran terhad kilang besar. Sebab utama kesukaran pengeluar domestik dalam mengembangkan pengeluaran terletak pada kekurangan peralatan dan profesional yang berpengalaman. Sebaliknya, ia biasanya mengambil masa 1-3 tahun untuk kilang baharu mendarat di barisan pengeluaran untuk pengesahan, jadi ia mengambil masa untuk kapasiti pengeluaran baharu dikeluarkan. Pakar meramalkan bahawa masa bekalan dan permintaan akan seimbang semula pada Jun 2022.

sebelum

Semikonduktor Mikro Slkor Diberi Paten Model Utiliti Baharu untuk Peranti Pemanasan Tiristor

Seterusnya

Menawarkan 20 Model Popular Secara Percuma – Slkor Merebut Masa untuk Penggantian Domestik